Trong đó: + Ta qui tải trọng do gạo phân bố đều trên cửa rót là tải trọng tập trung P có điểm đặt lực tại l1.
+ G1 là lực do khối lượng tay đòn gây ra, G1 = 3kg. + Fxl1 là lực của xylanh.
Phễu chứa tối đa là 20kg. Do gạo phân bố không đều trên cửa rót, nên ta giả sử lực do khối lượng gạo tạo ra là tải trọng tập trung, cửa thô chiếm 3/4 nên P = 15kg và cửa tinh chiếm 1/4 nên P = 5kg.
Ở trạng thái đóng cửa, cửa thô nghiêng 1 góc 450 so với phương ngang.
Ta thấy, vấn đề điều chỉnh lưu lượng gạo qua cửa khe rót phụ thuộc vào thời gian mở cửa và góc quay của cửa. Góc quay ở cửa càng lớn thì hành trình của pittong càng tăng. Giả sử cửa rót quay quanh O một góc a.
Chọn chiều dài hành trình của pittong là x = 8 (cm).
Khi đó, góc quay tối đa của cửa thô sẽ là: a = arcos(x/l1). Chọn l1 = 16 (cm). Ta có:a = arcos(8/16) = 300.
Phương trình momen tại điểm O khi cân bằng (bỏ qua các phản lực tại các gối đỡ):
p
Fxl1
Khi đó, lực do xy lanh phải tạo ra một lực tối thiểu để cửa đóng là:
Chọn xylanh do AIRTAC sản xuất loại MA-U-XX-200LB có các thông số sau: + Xylanh có đường kính pittong là d.
+ Áp suất lớn nhất: pmax = 9 (kg/cm2)
+ Áp suất nhỏ nhất: pmin = 2 (kg/cm2)
+ Chiều dài hành trình: x = 8 (cm)
Hình 3.8: Phân tích lực trên xy lanh 1
Để đẩy được cơ cấu trên, xy lanh phải tạo ra được một lực nhỏ nhất là: Fmin = Fxl1 = 24,7 (kg).
Chọn nguồn khí nén cung cấp có xy lanh có áp suất p = 4 (kg/cm2).
Khi đó, ta có:
Fmin = p.π.d2/4 = 24,7
Hay 4π×d2/4 = 24,7 => d = 2,8(cm)
Chọn xy lanh có đường kính d = 3,2(cm), khi đó xy lanh sẽ tạo ra một lực F bằng:
F = 4π×d2/4 = 4×π×42/4 = 50,3 (Kg)
Ta thấy F > Fmin = 24,7(Kg), nên cửa được đóng kín. Khi ta cần mở cửa, điều khiển pittong chuyển động lùi về. Thời gian một hành trình của pittong: t = 1s.
Vận tốc đẩy trung bình của pittong: v = x/t= 0,2/1 = 0,2 (m/s) Công suất của xy lanh được xác định theo công thức: